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固态电池风口谁在吹牛谁是真牛?
来源:新闻动态    发布时间:2023-11-25 16:01:36

  电解质是锂离子传输的重要媒介,对电池性能至关重要。目前,市场上主流的固态电池按电解质的不同可分为三种类型:聚合物、硫化物和氧化物。基于不同技术体系的固态电解质材料,各具优势和挑战。

  其中,氧化物材料的柔韧性比较差,界面接触较差,会导致界面阻抗增加;聚合物则存在着导电率过低的问题,比现在液态电解质的导电率低4-5个数量级;硫化物固态电池则面临电解质对空气敏感、制造条件苛刻、原材料昂贵、规模化生产技术不成熟等问题。

  QS声称,他们已解决了电解质难题。2015年左右,QS发现了一种可以规避上述种种弊端的材料,并花费5年时间来研究怎么样有效生产这样一种材料。按照QS的表述,这样一种材料已经被产出,从根本上解决了阻碍固态电池商业化的基础科学难题。

  尽管如此,电池专家、前特斯拉联合创始人J.B.Straubel给予了QS极高的评价:“QuantumScape有机会重新定义电池行业。”

  然而,想重新定义电池行业不止QS一家。在这场角逐中,传统电池巨头、车企、初创电池企业都牟足了劲。

  不同于QS对电解质技术的保守,辉能科技透露,其选择的技术路线是氧化物体系,正极和负极则同QS一样,分别采取了三元材料和金属锂。

  辉能科技表示,其原型电池已经制造出来,质量单位体积内的包含的能量达到383Wh/kg,体积单位体积内的包含的能量为1025Wh/L,循环测试能做到500次。

  关于量产计划,辉能科技也与QS相近,预定在2023年进行试产,2024年量产。与辉能科技公开合作的企业有4家,一汽、天际、蔚来以及爱驰。

  辉能科技已经确定在浙江杭州的青山湖科技城选址建厂,该项目计划总投资380亿元,累计产能7GWh,预计今年6月前完成1GWh的产线建设。

  按照辉能科技的说法,其本身技术准备和验证已经问题不大,后续主要解决产线建设以及供应链体系成熟的问题。

  固态电池的量产需要经历实验室-小试-中试-量产等环节。辉能科技认为,别的企业多数处于小试、中试阶段,而其本身已经走到规模量产阶段。

  丰田是业内公认在固态电池领域最有实力的玩家之一。追溯其布局时间来看,丰田最早提出相关动态是在2008年,与固态电池初创企业Ilika展开合作。

  2014年,丰田宣布其正在进行固态电池开发工作,并拥有最多的技术专利。2017年,丰田宣布与松下携手,表示双方将在固态电池研发方面做长期且深入的合作。

  围绕动力电池领域的合作,丰田与松下还成立了一家合资公司PrimePlanetEnergy&SolutionsInc.,前后者持股票比例为51:49。这家合资公司在2020年4月份开始运营,现在有大约5100名员工。

  另外两家初创企业的发展来看,清陶能源和卫蓝新能源均在2016年成立,前者由清华大学团队组建,后者依托中国科学院物理研究所,技术路线上也均采用氧化物固态电解质。

  清陶能源先后获得北汽、上汽、广汽等车企投资,并与合众新能源达成合作,共同推进固态电池的研发与应用,双方对新款哪吒U进行了近两年的联合研发和测试。

  2018年,清陶能源建成国内首条固态电池产线,主要投用于特种电源、高端数码等领域。2019年7月,清陶能源年产10GWh固态锂电池项目签约在江西省宜春市。

  不同于初创企业的孤注一掷,在竞争格局中,保持领先位置传统电池巨头们做好了两手准备。一边布局固态电池,一边继续挖掘液态电池的改良空间。

  传统电池企业在不断改善电池的封装工艺,例如,比亚迪的刀片电池、蜂巢能源的叠片电池,宁德时代的CTC技术,以及特斯拉的4680无极耳电池。

  同时,也针对正负极材料来改良,例如,掺硅补锂,超高镍电池等。所谓掺硅补锂,是通过提高负极中硅的含量,同时增加锂的含量,以弥补因硅含量提升而导致的电池在充放电过程中锂损耗的提高,进而提升电池性能。

  在液态锂电池时代,市场占有率大多分布在在中日韩等地的几家电池巨头手里,这一些企业已经建立牢固的技术及资源壁垒,后来者就没有入局机会。

  相比之下,在释放的固态电池技术的进展中,松下、宁德时代、比亚迪,三星、LG、SKI等头部企业的声音反而较弱,但这一些企业在固态电池领域的布局也同样不可忽视。

  巨头们没有过早释放信息或许有两方面考虑:一方面,这一些企业瞄准的是全固态电池,技术成熟度还不够,另一方面,作为电池领域的守擂者,这一些企业也没那么快掀开底牌的必要。